大數(shù)據時代海洋信息技術發(fā)展探討

王 偉

（河北大學，河北 保定 071000）

0 引 言

我國擁有超過300萬平方千米的領海、內海及專屬經濟區(qū)，所包含的海洋資源相對豐富，而海洋資源開發(fā)利用與國計民生間存在著密切聯(lián)系，是推動社會經濟可持續(xù)性發(fā)展的核心動力。中國共產黨第十八次代表大會明確提出“建設海洋強國”的戰(zhàn)略部署，著重強調提升海洋開發(fā)能力及大力發(fā)展海洋經濟，努力保護海洋生態(tài)環(huán)境，切實維護國家海洋合法權利，說明我國逐漸由以往的海洋大國向海洋強國轉變，是新中國進入和平崛起新時期的標志。由此可見，實施建設海洋強國的戰(zhàn)略部署對促進社會經濟穩(wěn)定發(fā)展、維護國家主權完整及實現(xiàn)全面建成小康社會目標具有不可比擬的積極作用。因此，本文針對大數(shù)據時代海洋信息技術發(fā)展的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 海洋信息技術的概述

1.1 概念

通常情況下，海洋信息技術以研究海洋目標信息產生、存儲、獲取、處理、顯示、利用及傳輸為主要研究方向，涵蓋人工智能與智能系統(tǒng)、網絡與信息安全、計算機技術應用、信息與通信系統(tǒng)、信息獲取與處理及電子科學技術等方面內容，屬于綜合性強且學科交叉的新型研究領域，不止能推動社會經濟發(fā)展，更能保證國防安全。同時，海洋信息處理是以應用為核心目標的科學技術手段，發(fā)展進程與探測及感知技術發(fā)展存在密切聯(lián)系，而全新的理論及方法是促進海洋信息處理技術進步的基礎與原動力，往往被視為占據重要地位的推動力量。此外，海洋目標信息獲取及處理能實現(xiàn)動態(tài)化監(jiān)測海洋的目標。

1.2 發(fā)展必要性

為了實現(xiàn)建設海洋強國的目標，切實維護國家合法海洋權利，地方政府及相關部門必須率先發(fā)展科學先進的海洋信息獲取及處理技術，從而滿足連續(xù)、精確及實時監(jiān)測預報海洋目標的要求。同時，國家自然科學基金所頒布的《“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中明確提出將海洋信息目標獲取、融合及應用納入信息科學優(yōu)先發(fā)展領域，且國家海洋局相繼發(fā)布《國家海洋信息通信網絡建設地面整合方案》及《國家海洋局信息化整合工作總體方案》等文件。由此可見，在新時代發(fā)展形勢下，強化海洋信息技術領域中專家學者間的交流強度，對探索海洋信息目標獲取及處理機制具有不可比擬的積極作用，能有效融合各種信息。近年來，人類海洋資源開發(fā)利用水平趨向成熟，各個國家間海洋資源競爭局面白熱化，而社會對海洋目標安全性的要求大幅提升。由此可見，海洋目標信息獲取及處理早已成為各個海洋強國搶占資源制高點的必經之路，符合信息系統(tǒng)與信號處理的發(fā)展潮流。同時，海洋目標類型相對多樣且覆蓋面較為廣闊，包括空中、水下及海面等，例如：軍船、潛艇、無人潛航器、鉆井平臺、水雷、魚類及軍船與海上飛行的民航、無人機、軍機及導彈等。此外，受洋流及臺風等因素的影響，海洋環(huán)境復雜且氣象多變，聲光電磁等探測手段均無法準確探查海洋環(huán)境。由此可見，深入研究海洋目標信息獲取及處理的技術手段，探索不同手段獲取及處理海洋目標的原理、理論及方法，徹底解決各種不確定影響因素對復雜海洋目標信息獲取及處理所產生的問題，滿足多源頭、異質、異類及異構海洋目標信息間融合的要求，能夠為監(jiān)督海洋安全、響應海上突發(fā)事件、海上救援搜索、監(jiān)測保護海洋環(huán)境、勘探開發(fā)海洋資源及防災減災等工作提供強有力的支持。同時，受海上目標識別探測、水下信息獲取處理及海洋環(huán)境感知等應用需求缺口持續(xù)擴大的影響，促使大力發(fā)展海洋信息處理技術成為可能，大幅度提高海洋信息系統(tǒng)多維信息獲取能力。

1.3 大數(shù)據時代發(fā)展海洋信息技術的局限

即便國家早已于2016年試點建設“智慧海洋”，基本完善海洋基礎設施建設，充分發(fā)揮電子信息設備的驗證作用，推動海洋信息經濟長足發(fā)展，但是海洋信息技術發(fā)展仍存在較多問題亟待解決。例如：部分地區(qū)信息化基礎設施相對薄弱，特別是以衛(wèi)星為基礎的天基網絡及以海底光纜為基礎的海洋網絡均尚未建成，造成陸地與海洋及空間與地面間互聯(lián)互通覆蓋不夠全面，其綜合管控能力、信息分析處理能力、綜合感知能力及海洋信息通信能力均有待提升。同時，信息化技術與海洋產業(yè)間融合度遠遠不足，尤其是“互聯(lián)網+”、大數(shù)據技術及人工智能技術與海洋產業(yè)及海洋管理間融合深度及廣度不足，造成服務應用水平較弱。

2 大數(shù)據時代發(fā)展海洋信息技術的要點

2.1 海洋信息管理

一般說來，海洋信息中各項數(shù)據均來源于海洋數(shù)據浮標、海洋調查船、海床基、衛(wèi)星及航空遙感等，而多樣化的探測方法大大增加了集中信息的管理難度。為了有效匯集各種海洋信息，搭建信息化數(shù)據庫時應遵循數(shù)據格式統(tǒng)一化的原則，降低各種類型數(shù)據的讀取難度，便于及時查詢及妥善利用，且數(shù)據格式統(tǒng)一化能滿足不同數(shù)據接口的讀取要求。同時，數(shù)據庫間聯(lián)系好比人類身體中各個器官，器官表面分布雜亂無章但內在相得益彰，確保身體處于正常運轉狀態(tài)；而大數(shù)據時代大力發(fā)展海洋信息技術，能明顯提高海洋數(shù)據資源的利用率，真正意義上做到向管理人員提供及時準確的海洋信息。同時，以保證文件獨立性為前提條件，移動時不得損壞文件，造成文件中信息內容缺失，針對關聯(lián)性文件則采取特殊處理手段，例如：超鏈接或文內標注等，且為了方便文件信息輸送及保存，盡可能拆開保存大型文件，促使文件始終保持獨立狀態(tài)，一旦出現(xiàn)數(shù)據受損或缺失問題則不再需要更新所有文件，僅僅找出缺失文件位置再更換或切除受損位置即可。此外，持續(xù)完善各種硬件設備設施，盡可能在傳感器與數(shù)據庫間形成自動化傳輸?shù)穆窂?，促使傳感器收集的海洋信息反饋于電腦，例如：pH值、溫度及海洋生物等，全面監(jiān)控數(shù)據系統(tǒng)，實現(xiàn)快速處理及交互分析海洋信息的目標。

2.2 海洋信息共享

海洋信息面向海洋業(yè)務提供相應的服務，服務平臺無法脫離專業(yè)人員養(yǎng)護及完善的支持，可滿足及時向用戶提供數(shù)據交互的要求。由此可見，調用數(shù)據信息創(chuàng)建相應的共享途徑，不止能有效預防數(shù)據大量堆積，徹底解決數(shù)據錄入及調用問題，更能明顯提高總體工作效率。同時，提供共享服務時，注重數(shù)據信息的安全保密工作，消除影響企業(yè)經濟效益的風險因素。除創(chuàng)建總體工作平臺外，技術人員必須設置文件保密級別，詳細劃分為各個級別工作人員的文件保密等級，使用密碼調閱瀏覽文件中的數(shù)據信息，一旦用戶級別低于文件保密等級時則不可調用相關文件。同時，針對出現(xiàn)文件中數(shù)據信息丟失或泄密的問題，相關技術人員可利用文件保密等級及個人賬號，仔細查詢相關瀏覽記錄，甚至可快速甄別瀏覽器的IP地址，避免出現(xiàn)非海洋信息管理人員禁止應用文件的問題，確保所有瀏覽海洋信息的受眾均為各個崗位的工作人員，真正意義上做到授權瀏覽文件。此外，各個部門秉持實事求是的工作原則，盡可能集中自身常用的文件創(chuàng)建信息化子平臺，搭建部門間數(shù)據信息共享通道，預防出現(xiàn)重復勞動的情況，極大程度上減少各個部門的平臺占用時間，準確評估各個部門間工作量的差異性，突出海洋信息的公開性及透明性。

2.3 與云計算結合

海洋信息類型多樣且結構復雜，如何在龐大的海洋信息中找出有用的信息數(shù)據，得到越來越多從業(yè)人員的關注及重視。以往信息技術中不存在相應的設備設施，無法滿足用戶的信息使用要求。大數(shù)據時代云計算技術出現(xiàn)以來，大幅度提升海洋信息數(shù)據的處理速度，計算次數(shù)高達每秒10萬億次，能有效分析氣候變化及核爆炸等復雜問題，而用戶僅僅利用計算機或平板電腦能有效連接數(shù)據中心，基本能結合自身需求提出申請得到最終運算結果。同時，靈活運用統(tǒng)計學中各種理論知識及公式，進行海洋數(shù)據信息整理、分析及研究，例如：平均值法或趨勢線法等，大大提高總體計算效率。除明確云計算所需處理的各項問題外，清晰認識到海洋信息的復雜程度及云計算的處理水平，于具體問題中抽象凝練出物理問題，創(chuàng)建出程序化的數(shù)學統(tǒng)計規(guī)律，調研各個部門工作期間所遭遇的問題，例如：預報警及監(jiān)測、信息技術及海洋環(huán)境監(jiān)測等。此外，將充足全面的數(shù)據信息視為云計算的支持，例如：以5年后海洋環(huán)境預測為例，工作人員必須全面了解海洋近5年內具體變化情況，例如：酸堿度、pH值、鹽度、溫度及海洋生物等，綜合考慮計算機技術的特殊性，即計算趨向程序化且無任何思維能力及想象能力，盡可能應用固定模式編寫各項數(shù)據信息，促使其成為云計算的基礎性條件。

3 結 語

通過本文探究，認識到在大數(shù)據時代，海洋信息技術成為不可阻擋的主流發(fā)展趨勢。因此，地方政府及相關部門秉持具體問題具體分析的工作原則，加大對發(fā)展海洋信息技術的重視程度，緊跟大數(shù)據時代的發(fā)展步伐，靈活運用各種技術手段，組建專業(yè)化信息人才團隊，將海洋信息技術與云計算技術相結合，實現(xiàn)信息共享的目標，徹底解決海洋信息管理期間所遭遇的各種問題，為促進我國海洋信息技術蓬勃發(fā)展提供強有力的支持。